ベクトルたちスペース(空間)およびサブベクトルたちスペース(空間)たちのセット(集合)に対して、セット(集合)のインターセクション(共通集合)はサブベクトルたちスペース(空間)であることの記述/証明
話題
About: ベクトルたちスペース(空間)
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、%フィールド(体)名%ベクトルたちスペース(空間)の定義を知っている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のベクトルたちスペース(空間)およびそのサブベクトルたちスペース(空間)たちの任意のセット(集合)に対して、当該セット(集合)のインターセクション(共通集合)はサブベクトルたちスペース(空間)であるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\(F\): \(\in \{\text{ 全てのフィールド(体)たち }\}\)
\(V'\): \(\in \{F \text{ 上方の全てのベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
\(\{V_\beta \vert \beta \in B\}\): \(B \in \{\text{ 全てのアンカウンタブル(不可算)インデックスセット(集合)たち }\}\), \(V_\beta \in \{V' \text{ の全てのサブベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
\(V\): \(= \cap \{V_\beta \vert \beta \in B\}\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(V \in \{V' \text{ の全てのサブベクトルたちスペース(空間)たち }\}\)
//
2: 証明
全体戦略: ステップ1: \(V\)はベクトルたちスペース(空間)であるための要件たちを満たすことを見る。
ステップ1:
1) 任意の要素たち\(v_1, v_2 \in V\)に対して、\(v_1 + v_2 \in V\) (アディション(加法)の下で閉じていること): \(v_j \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して、したがって、\(v_1 + v_2 \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して、したがって、\(v_1 + v_2 \in V\)。
2) 任意の要素たち\(v_1, v_2 \in V\)に対して、\(v_1 + v_2 = v_2 + v_1\) (アディション(加法)のコミュータティビティ(可換性)): \(v_1 + v_2 = v_2 + v_1\)、周囲\(V'\)上において、したがって、\(v_1 + v_2 = v_2 + v_1\)、\(V\)上において。
3) 任意の要素たち\(v_1, v_2, v_3 \in V\)に対して、\((v_1 + v_2) + v_3 = v_1 + (v_2 + v_3)\) (アディション(加法)たちのアソシアティビティ(結合性): \((v_1 + v_2) + v_3 = v_1 + (v_2 + v_3)\)、周囲\(V'\)上において、したがって、\((v_1 + v_2) + v_3 = v_1 + (v_2 + v_3)\)、\(V\)上において。
4) ある0要素\(0 \in V\)で、任意の\(v \in V\)に対して、\(v + 0 = v\)を満たすものがある (0ベクトルの存在): \(0 \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して、したがって、\(0 \in V\)。
5) 任意の要素\(v \in V\)に対して、以下を満たすあるインバース(逆)要素\(v' \in V\)、つまり、\(v' + v = 0\)、がある (インバース(逆)ベクトルの存在): \(v'_\beta \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して(\(v'_\beta\)が\(\beta\)に依存するという可能性を私たちは排除しない)、しかし、\(v'_\beta\)は\(V'\)上においてもインバース(逆)である、なぜなら、そこで\(v'_\beta + v = 0\)であり、当該インバース(逆)はユニークである、なぜなら、\(v'_\beta + v = 0\)から、\(v'_\beta + v - v = 0 - v\)、それが含意するのは、\(v'_\beta = - v := v'\)、したがって、\(v' \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して、したがって、\(v' \in V\)、\(v' + v = 0\)で。
6) 任意の要素\(v \in V\)および任意のスカラー\(r \in F\)に対して、\(r . v \in V\) (スカラーマルチプリケーション(乗法)の下で閉じていること): \(v \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して、したがって、\(r . v \in V_\beta\)、各\(\beta\)に対して、したがって、\(r . v \in V\)。
7) 任意の要素\(v \in V\)および任意のスカラーたち\(r_1, r_2 \in F\)に対して、\((r_1 + r_2) . v = r_1 . v + r_2 . v\) (スカラーたちアディション(加法)に対するスカラーマルチプリケーション(乗法)ディストリビュータビリティ(分配性)): \((r_1 + r_2) . v = r_1 . v + r_2 . v\)、\(V\)上にて、なぜなら、周囲\(V'\)上でそうである。
8) 任意の要素たち\(v_1, v_2 \in V\)、任意のスカラー\(r \in F\)に対して、\(r . (v_1 + v_2) = r . v_1 + r . v_2\) (ベクトルたちアディション(加法)に対するスカラーマルチプリケーション(乗法)ディストリビュータビリティ(分配性)): \(r . (v_1 + v_2) = r . v_1 + r . v_2\)、\(V\)上にて、なぜなら、周囲\(V'\)上にてそうである。
9) 任意の要素\(v \in V\)、任意のスカラーたち\(r_1, r_2 \in F\)に対して、\((r_1 r_2) . v = r_1 . (r_2 . v)\) (スカラーマルチプリケーション(乗法)たちのアソシアティビティ(結合性): \((r_1 r_2) . v = r_1 . (r_2 . v)\)、\(V\)上にて、なぜなら、周囲\(V'\)上でそうである。
10) 任意の要素\(v \in V\)に対して、\(1 . v = v\) (1マルチプリケーション(乗法)のアイデンティティ(恒等性 ): \(1 . v = v\)、\(V\)上にて、なぜなら、周囲\(V'\)上にてそうである。